(完整word版)人教版高中物理選修3-2第五章《交變電流》單元測試題(解析版)

1、人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）1 / 15第五章交變電流單元測試題、單選題（每小題只有一個正確答案）55：9,原線圈所接電源電壓按如圖所示規(guī)律變化，畐U線圈接有負(fù)載下列判斷正確的是（）A .輸出電壓的最大值是 110 VB.變壓器輸入功率約為 3.9 WC.變壓器原、副線圈匝數(shù)比是 1：2D.負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式 i = 0.05sin （100 t+n）A3如圖為理想變壓器原線圈所接電源電壓波形，原、畐 U 線圈匝數(shù)比為電路中的電流表示數(shù)為 1 A，下列說法正確的是（）1某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為A 輸出電壓的最大值為 36 VB 原、副線圈中電流之比為 5

2、5：9C.變壓器輸入、輸出功率之比為55：9D .交流電源有效值為 220 V，頻率為 50 Hz2用 220 V 的正弦交流電通過理想變壓器對一負(fù)載供電，變壓器輸出電壓是110 V，通過負(fù)載的電流圖象如圖所示，則（n1: n2=10：1,串聯(lián)在原線圈人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）2 / 15A .變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為20廠 VB .變壓器輸出功率為 100 WC.變壓器輸出的交流電的頻率為100 HzD 若 n1= 100 匝，則副線圈處穿過每匝線圈的磁通量變化率的最大值為2.Wb/s人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）

3、3 / 15A .兩燈泡的亮度不變4某水電站，用總電阻為5Q的輸電線給 940 km 外的用戶送電，其輸出電功率是500 kV 電壓輸電，則下列說法正確的是（）A 輸電線上輸送的電流大小為1X 10B輸電線上損失電壓為 30 kVC.該輸電系統(tǒng)的輸電效率為 95%D.若改用 10 kV 電壓輸電，則輸電線上損失的功率為4.5xlkW5如圖所示，Li和 L2是高壓輸電線，甲、乙是兩只互感器，若已知ni : n2= 13X10W.現(xiàn)用000：1,n3：n4=( )A.2.2X3W0B.2.2X10WC.2.2X10D.2.2X106.在遠(yuǎn)距離輸電中， 輸電線電阻一定， 輸送電功率一定，如果將輸電電

4、壓提高到原來的 輸電線上消耗的功率減小到原來的（）A.10 倍1B.一；.C.100 倍1D.Tj10 倍，則7.在圖中 L 為電感線圈，C 為電容，A、B 為兩只相同的燈泡，將它們接在電壓為 兩只燈泡的亮度一樣.若保持電源電壓不變，而將電源頻率增大，下列說法中正確的是u 的交流電源上,（ ）L*BJ， y 人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）4 / 15B . A 燈泡亮度不變， B 燈泡變亮C. A 燈泡變暗，B 燈泡變亮D . A 燈泡變亮，B 燈泡變暗8如圖所示，在 A、B 間接入正弦交流電 Ui= 220 V，通過理想變壓器和二極管Di、D2給阻值 R=2

5、0Q的純電阻負(fù)載供電，已知Di、D2為相同的理想二極管，正向電阻為0,反向電阻無窮大，變壓器原線圈 ni= 110 匝，副線圈 n2= 20 匝，Q 為副線圈正中央抽頭，為保證安全，二極管的反向 耐壓值至少為U0,設(shè)電阻 R 上消耗熱功率為 P,則有（）A . U0= 40 J V , P= 80 WB . U0= 40 V , P= 80 WC. U0= 40V , P= 20 WD . U0= 40 V , P= 20 W9一正弦交流電的電流隨時間變化規(guī)律圖象如圖所示，由圖可知（）A .用電流表測該電流其示數(shù)為14.1 AB .該交流電流的頻率為100 HzC.該交流電流通過 100電阻時

6、，電阻消耗的電功率為1 000 WD.該交流電流瞬時值表達(dá)式為 i= 10 sin 628t（A）10.一臺發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，其中 N、S 是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀.M 是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯M 中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場若從圖示位置開始計時電動勢為正值，下列圖象中能正確反映線圈中感應(yīng)電動勢 e 隨時間 t 變化規(guī)律的是（）人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）5 / 15人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）6 / 15D.11.著社會經(jīng)濟的發(fā)

7、展，人們對能源的需求也日益擴大，節(jié)能變得越來越重要某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為Ui，輸電導(dǎo)線總電阻為 R,在某一時段用戶需求的電功率為Po,用戶的用電器正常工作的電壓為U2,在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是（ ）A .輸電線上損耗的功率為B .輸電線上損耗的功率為C.若要減少輸電線上損耗的功率，可以采用更高的電壓輸電D .采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率12. 某矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為e = Emsi nt 若將線圈的轉(zhuǎn)速增加1 倍,保持其他條件不變，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為（）A.e=Emsin 2w

8、tB.e=2Emsin 2wtC. e=2Emsin 4wtD. e=4Emsi n 2wt13.如圖所示，理想變壓器原線圈接一交流電源，副線圈回路中有一定值電阻L2,最初電鍵 S 是斷開的，現(xiàn)閉合電鍵 S,則（）R 和兩個小燈泡 L1、人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）7 / 15A .副線圈兩端電壓變大B.燈泡 Li變亮C.電流表 Ai示數(shù)變大D .電阻 R 中的電流變小14.如圖所示，一線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過圖示位置時A.穿過線圈的磁通量最小， 磁通量變化率最大B.磁通量變化率最大穿過線圈的磁通量最大，C.磁誦量變化率最小穿過線圈的磁通量最大，D.穿

9、過線圈的磁通量最小， 磁通量變化率最小15.（多選）一個矩形線圈在勻強磁場中勻角速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電動勢的瞬時表達(dá)式為4nv，則（）A .該交變電動勢的頻率為2 HzB .零時刻線圈平面與磁場方向垂直C.t = 0.25 s 時，e 達(dá)到最大值D.在 1 s 時間內(nèi)，線圈中電流方向改變 100 次二、多選題16.（多選）如圖所示，甲、乙兩圖中用交流電源，丙、丁兩圖中用直流電源，各電路圖中燈泡、電容 器、電壓表示數(shù)都相同，則下列說法正確的是（）e= 10.sin人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）8 / 15A .燈 Li比燈 L2亮B .燈 L3也能發(fā)光，但亮度最暗C

10、.燈 L2和 L4亮度相同D .燈 L4比燈 Li亮17.（多選） 如圖所示的電路中，P 為滑動變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓Ui不變，閉合開關(guān) S,下列說法正確的是（）A . P 向下滑動時，燈 L 變亮B.P 向下滑動時，變壓器的輸出電壓不變C.P 向上滑動時，變壓器的輸入電流變小D.P 向上滑動時，變壓器的輸出功率變大18.（多選）如圖所示，理想變壓器原、畐U線圈的匝數(shù)比為11：2,原線圈兩端的輸入電壓u= 2205sin 100 t（V），電表均為理想電表，滑動變阻器R 接入電路部分的阻值為100下列敘述中正確的是人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）

11、9 / 15（ ）A.該交流電的頻率為50 HzB.電壓表的讀數(shù)為42一VC.電流表的讀數(shù)為4 A人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）10 / 15i,D.若滑動變阻器的滑片 P 向 a 端移動，電流表的讀數(shù)變大19.（多選）線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電流電動勢e = 10,盤 sin 20n（V），則下列說法正確的是（ ）A . t = 0 時，線圈平面位于中性面B. t=0 時，穿過線圈的磁通量最大C.t = 0.1 s 時，交變電流將改變方向D.t = 0.4 s 時，e 有最大值 10.：感 V20.（多選）如圖甲所示，理想變壓器原、畐 U 線圈的匝數(shù)比

12、為電表，畐 U 線圈輸出電壓的變化規(guī)律如圖乙所示下列說法正確的是（）A .輸入電壓的頻率為 100 HzB .電壓表的示數(shù)為 220 VC.電流表的示數(shù)為 1 AD .電阻 R 消耗的電功率是 22 W三、實驗題21.有一個教學(xué)用的可拆變壓器，如圖甲所示，它有兩個外觀基本相同的線圈以繞線.10：1,電阻 R= 22Q,各電表均為理想A、B，線圈外部還可人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）11 / 15某同學(xué)用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B 線圈的電阻值，指針分別對應(yīng)圖乙中的A、B 位置，由此可推斷 _ 線圈的匝數(shù)較多（選填“ A 或 “ B”.）（2）如果把

13、它看成理想變壓器，現(xiàn)要測定A 線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長的絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源，請簡要敘述實驗 的步驟（寫出要測的物理量，并用字母表示）_A 線圈的匝數(shù)為 nA =_ （用所測物理量符號表示）四、計算題22.如圖甲左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中R= 55Q,兩電表為理想電流表和電壓表，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為ni : n2= 2：1,若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓求（1）交流電壓的函數(shù)表達(dá)式；電流表的示數(shù) I.五、填空題23.鉗型電流表的工作原理如圖所示當(dāng)通有交流電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)由于通過環(huán)形鐵

14、芯的磁通量與導(dǎo)線中的電流成正比，所以通過偏轉(zhuǎn)角度的大小可以測量導(dǎo)線中的電流日常所用交流電的頻率在中國和英國分別為50 Hz 和60 Hz現(xiàn)用一鉗型電流表在中國測量某一電流，電表讀數(shù)為10 A ;若用同一電表在英國測量同樣大小的電流，則讀數(shù)將是 _A 若此表在中國的測量值是準(zhǔn)確的，且量程為30 A;為使其在英國的測量值變?yōu)闇?zhǔn)確，應(yīng)重新將其量程標(biāo)定為 _ A.人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）12 / 1524.如圖所示電路，當(dāng)在 a, b 兩端加上直流電壓時， Li正常發(fā)光，L2不亮；當(dāng) a, b 兩端加上同樣電壓的交變電流時，Li發(fā)光亮度變暗，而 L2正常發(fā)光則

15、A, B 分別為_和_（可人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）13 / 15選擇：電阻、電容器、電感線圈）25.某發(fā)電廠用22kV 的電壓將電能輸送到遠(yuǎn)處的用戶， 后改用 22 kV 的電壓，在既有輸電線路上輸送同樣的電功率，前后兩種輸電方式消耗在輸電線上的電功率之比為電壓升高到 22 kV，若變壓器原線圈的匝數(shù)為180 匝，則副線圈匝數(shù)應(yīng)該是 _匝.26.（多選）如圖所示，某變電站用10 kV 的高壓向 10 km 外的小區(qū)供電，輸送的電功率為200 kW現(xiàn)選項 Q型號 Q千米電A*3DYM0/CP2DTO50/CPDYDIOO/C0.3aDYD15(TC0.22

16、7.有一正弦交流電源，如圖所示，電壓有效值U= 120 V，頻率為 f= 50 Hz,向一霓虹燈供電，若霓虹燈的激發(fā)電壓和熄滅電壓均為Uo= 60 f V，試估算在一個小時內(nèi)，霓虹燈發(fā)光時間為六、簡答題_，要將 2.2 kV 的要求在輸電線路上損耗的功率不超過輸送電功率的2%,下列不同規(guī)格的輸電線中，符合要求的是_s.人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）14 / 1528.如圖所示，把兩個沒有導(dǎo)線相連的線圈套在同一個閉合鐵芯上，一個線圈（原線圈）通過開關(guān)可以連接到交流電源或直流電源的兩端，另一個線圈（副線圈）連到小燈泡上連接電路，接通電源，小燈泡能發(fā)光.人教版高中物

17、理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）15 / 15(1) 兩個線圈并沒有連接，小燈泡為什么會發(fā)光？(2) 小燈泡兩端的電壓與學(xué)生電源的輸出電壓相等嗎?人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題(解析版)16 / 15答案解析1. 【答案】D【解析】由黒=一得，輸出電壓的最大值為36 J V, A 選項錯誤；原、副線圈中電流之比丄=-=二，故 B 選項錯誤；理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，C 錯誤；由圖象易知 D 選項正確.2. 【答案】Bl005【解析】輸出電壓的最大值是 110J V，故 A 錯誤；負(fù)載的功率 P= Ul= 110X W3.9 W，輸入 功率等于

18、輸出功率，故 B 正確；變壓器原、副線圈匝數(shù)比等于電壓之比220： 110= 2：1,故 C 錯誤；負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式 i= 0.05sin 100 tA，故 D 錯誤.3.【答案】D【解析】由 u t 圖象可知，變壓器原線圈所加交變電壓的有效值U1= 200 V，將此值代入 =石 血、21ni in和一=，解得變壓器輸出端電壓和電流分別為U2= U1=X200 V = 20 V , l2= l1= 一X1 A=10 A，故變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為20 V，輸出功率為 P2= U2|2= 20X10 W= 200 W，選項 A、B 錯誤；由 ut 圖象知交變電流的周期T= 0.02 s

19、，故其頻率 Hz = 50 Hz，選項C 錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可得U2=乖一，則副線圈處穿過每匝線圈的磁通量變化率的最大值為三=廣XWb/s = 2 Wb/s，選項 D 正確.4.【答案】B顯然是錯誤的.5. 【答案】C【解析】由電流互感器知高壓輸電線中電流1= 1 000 A，由電壓互感器知高壓U= 220X10V，則高壓輸電線功率 P= UI= 2.2X10W.6. 【答案】D【解析】IpX 1=一.A = 6X10A, A 選項錯誤；U損=IR= 6X1X5 V = 30 kV , B 選項正確；P損=I2R=1.8X1W,n=X100%F94%, C 選項錯誤;D 選項，損失的功

20、率大于輸出的功率,人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題(解析版)17 / 15【解析】設(shè)電線上的電阻為r,則設(shè)變化前為：P= UI,電線上的消耗功率為AP= I2r 輸送電壓提高1 1212110 倍，輸送功率不變，所以電流變?yōu)镮,則電線上消耗的功率變?yōu)锳P = ( I)2r =I2r=AP,故選 D.7. 【答案】C【解析】頻率越大，電感線圈的感抗越大，電容器的容抗越小，所以，將電源的頻率增大時，A 燈變暗，B 燈變亮.8.【答案】C【解析】在 A、B 間接入正弦交流電 Ui= 220 V，有：一=一，得有效值 U2= 40 V .而二極管的 反向耐壓值至少為 Uo,它是最

21、大值，所以 Uo= 40j V , Q 為副線圈正中央抽頭，貝UR 兩端電壓為 20 V，所以 R 消耗的熱功率為 卩=墮=絲如=20 W，故選 C.R209.【答案】C4【解析】電表測量的是有效值，故1=廠=10 A，故 A 錯誤；由圖可知 T= 0.02 s,故頻率為 f=1.=50 Hz，故 B 錯誤；消耗的功率為 P= I2R= 102X10 W= 1 000 W，故 C 正確；角速度為co=100nrad/s 該交流電流瞬時值表達(dá)式為=10sin 100 t(A)，故 D 錯誤.10. 【答案】D【解析】由于發(fā)電機內(nèi)部相對兩磁極為表面呈半圓柱面形狀，磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向 沿

22、半徑的軸向磁場，所以距轉(zhuǎn)軸距離相等的各點磁感應(yīng)強度大小相等，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 可知回路中產(chǎn)生大小恒定的感應(yīng)電動勢，故A、B 錯誤；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時，回路中感應(yīng)電動勢反向，所以 C 錯誤，D 正確.11. 【答案】CpZja【解析】設(shè)發(fā)電廠輸出功率為P，則輸電線上損耗的功率夕=P P0，AP= I2R= ，A、B 錯誤在輸送功率一定的情況下，采用更高的電壓輸電，可以減小輸電線上的電流，故可以減少輸 電線上損耗的功率，C 正確.在輸送功率一定的情況下，采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功 率減少，故可提高輸電的效率，D 錯誤.12. 【答案】B【解析】根據(jù)公式Em= NBSw可得交流電的

23、最大值變?yōu)樵瓉淼? 倍，根據(jù)公式3=2nn 可得角速度人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題(解析版)18 / 15變?yōu)樵瓉淼?2 倍，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：e = 2Emsin 23 t故選 B.13.【答案】C【解析】理想變壓器原、畐 U 線圈電壓比等于匝數(shù)比，即一=一，原線圈電源不變，原副線圈匝數(shù)不變，所以副線圈電壓不變，選項A 錯畐U線圈中，電鍵閉合后，總電阻變小，總電流變大，即通過電阻 R 中的電流變大，選項 D 錯即電流表 A2示數(shù)變大，根據(jù)一=二知 I1變大，選項 C 對副線圈兩端電壓不變，而電阻兩端電壓變大，則L1兩端電壓變小，燈泡 L1變暗，選項 B 錯.人教

24、版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題（解析版）19 / 1514. 【答案】A【解析】由圖可知線圈平面與磁感線平行，應(yīng)處于垂直于中性面的位置，此時穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大，所以A 正確.15. 【答案】AB【解析】由瞬時表達(dá)式為 e= 10 辻垃 sin 2nV 得，交變電動勢的頻率為2 Hz , A 正確；零時刻電動勢為零，磁通量最大，線圈平面與磁場方向垂直，B 正確；t = 0.25 s 時，e 的瞬時值為零，C 錯誤;頻率 2 Hz,1 s 時間內(nèi)，線圈中電流方向改變 4 次，D 錯誤.16.【答案】CD【解析】電壓表示數(shù)相同，說明交流電壓的有效值相同甲圖中

25、電容器與燈流有阻礙作用；乙圖中電容器與燈L2并聯(lián)，交變電流全部流過燈 L2；丙圖中電容器與燈 L3串聯(lián)且是直流電源，電容器隔直通交，所以沒有電流流過燈 電流全部流過燈 L4.綜合以上分析，C、D 兩項正確.17.【答案】BD19. 【答案】ABC【解析】t = 0 時刻，e = 0,所以此時磁通量變化率最小，磁通量最大，故位于中心面位置，A、B正確，t = 0.1 s 時，e= 0,位于中心面位置，電流方向?qū)l(fā)生變化，C 正確，t = 0.4 s 時，帶入可得e= 0, D 錯誤，故選 A、B、C.20. 【答案】BD【解析】由 u t 圖象知，電壓的周期 T= 2X102s，則頻率 f= 5

26、0Hz,選項 A 錯誤；副線圈電壓的有效值為 22 V，故原線圈電壓有效值為 220 V，選項 B 正確；副線圈的電流有效值 I2= 1L1串聯(lián)，電容器對電L3,燈 L3不亮；丁圖中電容器與燈 L4并聯(lián),【解析】由于理想變壓器輸入電壓不變，則副線圈電壓U2不變，滑片 P 滑動時，對燈泡兩端的電壓沒有影響，故燈泡亮度不變，選項A 錯誤；滑片P 下滑，電阻變大，但副線圈電壓由原線圈電壓決定，則副線圈電壓不變，選項B 正確；滑片 P上滑, 電阻減小，畐 U 線圈輸出電流 I2增大，則原線圈輸入電流 I1增大，選項 C 錯誤；此時變壓器輸出功率P2= U2I2將變大，選項 D 正確.18.【答案】 A

27、C【解析】根據(jù)原線圈兩端輸入電壓的表達(dá)式可知，交流電的頻率f = Hz = 50 Hz , A 正確;原線圈電壓的有效值為 U1= 220 V ,誤；電流表的讀數(shù)為 1=4 A ,由 U1： U2= n1: n2,得U2= 40 V，電壓表的讀數(shù)為 40 V , B 錯C 正確；若滑動變阻器的滑片P 向 a 端移動，接入電路的電阻增大，而U2不變，電流表示數(shù)變小,D 錯誤.人教版高中物理選修 3-2 第五章 交變電流單元測試題(解析版)20 / 15A，|1=12= 0.1 A，選項 C 錯誤選項 D 正確.21. 【答案】(1)A (2)用長導(dǎo)線繞一個 n 匝線圈，作為副線圈替代A 線圈；：

28、把低壓交流電源接 B線圈，測得線圈的輸出電壓為U;:用 A 線圈換下繞制的線圈測得A 線圈的輸出電壓為UAn匕【解析】(1)A 由題圖乙可知 A 位置的阻值大于 B 位置的阻值，由電阻定律可得A 線圈的匝數(shù)多于 B 線圈的.用長導(dǎo)線繞一個 n 匝線圈，作為副線圈替代A 線圈；：把低壓交流電源接 B 線圈，測得線圈的輸出電壓為 U;:用 A 線圈換下繞制的線圈測得A 線圈的輸出電壓為UA則 nA= : n.L-22. 【答案】(1)u= 220-Jsin 100 tV% (2)2 A2n【解析】(1)由交流電規(guī)律可知 u= Umsint =y代入圖中數(shù)據(jù)可得 u= 220，.sin 100 tV.(71 Hl EA(2)根據(jù)理想變壓器特點和歐姆定律有：亠=一，1=，一，聯(lián)立得：I = 2 A.23. 【答案】1225【解析】當(dāng)導(dǎo)線中電流的頻率由 50 Hz 變?yōu)?60 Hz 時，若導(dǎo)線中電流大小相同，則它在鐵芯中產(chǎn)生的磁場的變化率增大為原來的 1.2 倍，導(dǎo)線中為 10 A 電流時示數(shù)為 12 A ;若電流表指針偏角相同， 則線圈中的磁通量變化率相同，導(dǎo)線中電流應(yīng)為原來的卩倍，故頻率為 50 Hz 時，電流的